Một trong những rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng Ethereum hàng loạt là phí gas cao mà người dùng phải trả để giao dịch hoặc tương tác. Khi hoạt động trên chuỗi tăng lên, phí gas cũng tăng lên đáng kể, đẩy rào cản gia nhập đối với người dùng lên cao.
Để cải thiện hiệu suất của Ethereum L1 và L2 và giải quyết vấn đề về phí gas, Ethereum Foundation đề xuất sử dụng EIP-4844 để giảm phí gas và tăng thông lượng như một giải pháp chuyển đổi trung hạn. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về EIP-4844 và lý do tại sao nó lại quan trọng đối với việc triển khai lộ trình Ethereum.
Ethereum EIP-4844 là trung tâm của bản nâng cấp Cancun, giới thiệu một loại giao dịch mới (giao dịch mang blob) để giảm phí giao dịch trên Ethereum. Giao dịch mang theo blob giống như giao dịch Ethereum thông thường, nhưng có thêm một số dữ liệu, được gọi là blob. So với dữ liệu giao dịch lưu trữ calldata hiện tại là bất biến và chỉ đọc trong bộ nhớ, lưu trữ blob lớn hơn và rẻ hơn nhiều.
Từ sự khác biệt giữa không gian khối và không gian blobspace trong hình trên, các đốm màu khác với các khối hiển thị với Máy ảo Ethereum (EVM) và các đốm màu chỉ khả dụng trong một khoảng thời gian ngắn và không hiển thị với EVM. Ngoài ra, các đốm màu tồn tại trên lớp đồng thuận Ethereum, không phải trên lớp thực thi tập trung vào tính toán. Trên hết, blobspace rẻ hơn nhiều so với blockspace.
EIP-4844, còn được gọi là Proto-Danksharding, sẽ triển khai khuôn khổ và logic Danksharding giống như định dạng giao dịch mới và quy tắc xác minh.
Trong 3 năm qua, Ethereum đã trải qua một loạt các nâng cấp, chuyển từ sự đồng thuận PoW sang PoS và làm cho chuỗi khối của nó có khả năng mở rộng hơn.
Dưới đây là dòng thời gian và tổng quan về các bản cập nhật Ethereum quan trọng:
Vào ngày 1 tháng 12 năm 2020, chuỗi đèn hiệu dựa trên PoS đã được ra mắt và người dùng Ethereum có thể đặt cược ETH của họ trên một chuỗi đèn hiệu riêng để xác minh giao dịch.Vào tháng 9 năm 2022, Beacon Chain hợp nhất với mạng chính Ethereum, tập hợp các lớp đồng thuận và thực thi của mạng lại với nhau.
Vào ngày 13 tháng 4 năm 2023, bản nâng cấp Thượng Hải (EIP-4895) đã hoạt động, mở ra chức năng rút tiền cam kết ETH cho trình xác thực Ethereum.
Những nâng cấp này là cần thiết để Ethereum cải thiện khả năng mở rộng, nhưng chúng không trực tiếp cải thiện tốc độ giao dịch hoặc giá gas của chuỗi khối. Các bản nâng cấp trong tương lai như sharding và Danksharding sẽ giúp Ethereum thực sự có khả năng mở rộng.
Sharding đề cập đến việc phân chia mạng blockchain thành các đơn vị nhỏ hơn gọi là “chuỗi phân đoạn”. Mỗi chuỗi phân đoạn có thể xử lý các giao dịch song song để tối đa hóa thông lượng giao dịch, giảm tắc nghẽn mạng và giảm phí gas. Nói cách khác, sharding là việc phân chia cơ sở dữ liệu thành các cơ sở dữ liệu nhỏ hơn để quản lý các phần dữ liệu cụ thể, do đó làm tăng hiệu quả và hiệu suất của các cơ sở dữ liệu đó.
Do độ khó cao của công nghệ sharding, Ethereum đã quyết định áp dụng một giải pháp trung gian, đó là triển khai Proto-Danksharding trước, cuối cùng chuyển sang Danksharding, dễ thực hiện hơn.
Danksharding là một kiến trúc sharding mới dựa trên khối lượng lớn dữ liệu được gọi là các đốm màu để mở rộng chuỗi khối Ethereum. Giao thức Lớp 2 tập trung vào tổng số sử dụng không gian dữ liệu blob bổ sung để giảm bớt tắc nghẽn mạng, do đó giảm phí giao dịch.
Hiện tại, TPS của lớp cơ sở của Ethereum là khoảng 15 và TPS của lớp tổng hợp thứ hai là khoảng 100. Theo một ước tính sơ bộ, Danksharding dự kiến sẽ tăng TPS của Ethereum (xem xét toàn bộ L1 và L2) lên 100.000.
Một cải tiến khác trong Danksharding là thị trường phí hợp nhất, nơi chỉ có một người đề xuất chọn giao dịch cho tất cả các phân đoạn, thay vì mỗi phân đoạn có người đề xuất riêng. Để làm cho thị trường phí hợp nhất này hoạt động trơn tru và giảm bớt vấn đề về giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV), một phương pháp gọi là phân tách người đề xuất-người xây dựng (người đề xuất đề cập đến việc chọn giao dịch nào được đưa vào khối tiếp theo) cũng sẽ được triển khai trình xác thực trong.
Tuy nhiên, việc triển khai Danksharding hoàn chỉnh trên Ethereum không thể đạt được trong một sớm một chiều mà yêu cầu một số nâng cấp được triển khai dần dần, chẳng hạn như EIP-4844 (Proto-Danksharding).
Proto-Danksharding, được đặt theo tên của hai nhà nghiên cứu Ethereum, Proto Lambda và Dankrad Feist, sẽ tăng TPS Ethereum lên khoảng 1000, đơn giản hơn và là bước bắt buộc trước khi đạt được Danksharding đầy đủ. Quan trọng nhất, nó sẽ giới thiệu các loại giao dịch mới chấp nhận dữ liệu blob, một phần quan trọng để có thể thực hiện Danksharding đầy đủ.
Vitalik Buterin tin rằng Proto-Danksharding triển khai hầu hết logic và khuôn khổ của Danksharding, nhưng vẫn không triển khai bất kỳ sharding thực tế nào. Nói cách khác, Proto-Danksharding là một nguyên mẫu của Danksharding cung cấp khuôn khổ để thực hiện các nâng cấp sharding khác sau này.
Mục đích chính của EIP-4844 (Proto-Danksharding) là giảm chi phí gas Ethereum bằng cách sử dụng các đốm màu để thực hiện các giao dịch. Dữ liệu blob rẻ hơn, Máy ảo Ethereum (EVM) không thể truy cập dữ liệu đó, chỉ nhìn vào các cam kết đối với blob. Ngoài ra, băng thông dữ liệu trong Proto-Danksharding được cố định ở mức 1 MB trên mỗi vị trí.
Vì chỉ đơn giản là làm cho CallData rẻ hơn có thể dẫn đến sự không khớp trong trường hợp trung bình hoặc trường hợp xấu nhất, các nhà phát triển Ethereum đã cố gắng giảm phí gas bằng cách xây dựng một loại giao dịch mang blob mới tập trung vào các giao dịch từ L2 Rollup.
Kích thước khối Ethereum trung bình là khoảng 90 KB, nhưng về mặt lý thuyết, kích thước khối tối đa là khoảng 1,8 MB. Điều này có nghĩa là các khối Ethereum có thể đáp ứng nhiều giao dịch hơn trong thời gian hoạt động mạng cao, nhưng với phí gas rất cao. Nếu calldata rẻ hơn gấp 10 lần, khối lượng giao dịch sẽ tăng gấp 10 lần và trong trường hợp cực đoan, kích thước khối sẽ tăng gấp 10 lần (18 MB). Rõ ràng, Ethereum không thể chứa các khối lớn như vậy trong mạng của nó.
ProtoDanksharding giải quyết cuộc khủng hoảng giá gas thông qua thị trường phí EIP-1559 đa chiều.
Trước khi ProtoDanksharding được đề xuất, EIP-4488 đã cố gắng giải quyết vấn đề phí gas cao.EIP-4488 có hai quy tắc: phí gas cho calldata giảm từ 16 đơn vị gas trên mỗi byte xuống còn 3 đơn vị gas, giới hạn 1 MB mỗi khối cộng với 300 byte cho mỗi giao dịch, mức tối đa có thể lên tới khoảng 1,4 MB.
Giới hạn kích thước khối là cách dễ nhất để đảm bảo rằng ngay cả khi tải khối trung bình tăng đột biến cũng không dẫn đến tăng đột biến tải quá mức. Ngoài ra, kích thước khối cho trường hợp cực đoan nhất (1,4 MB) luôn thấp hơn kích thước khối tối đa hiện tại (1,8 MB).
Vì EIP-4488 trước đó đã đề xuất một giải pháp cho vấn đề gas, vậy tại sao cuối cùng cộng đồng Ethereum lại chọn EIP-4844 để giảm phí gas? Bởi vì EIP-4488, trong khi giảm thiểu những thay đổi hiện tại (duy trì sự ổn định), đòi hỏi nhiều thay đổi hơn trong tương lai. Ngược lại, mục đích của Proto-Danksharding là thực hiện nhiều thay đổi khung hơn để giúp mạng Ethereum nâng cấp lên darksharding trong tương lai.Proto-Danksharding tạo ra một loại giao dịch riêng biệt để lưu dữ liệu từ L2 Rollup trong các đốm dung lượng lớn và có giới hạn trên về số lượng đốm tồn tại trong mỗi khối, điều này sẽ giúp giảm đáng kể phí L2. Các đốm màu được lưu trữ trên lớp đồng thuận, không phải lớp thực thi, vì vậy Máy ảo Ethereum (EVM) không thể truy cập chúng.
Ngay cả sau Proto-Danksharding, sharding vẫn sẽ là một nhiệm vụ phức tạp, nhưng độ phức tạp sẽ bị giới hạn ở lớp đồng thuận. Do đó, nhóm khách hàng lớp thực thi và nhà phát triển tổng số có thể chuyển đổi từ Proto-Danksharding sang phân đoạn đầy đủ mà không cần thực hiện thêm bất kỳ công việc nào.
EIP-4844 cũng tách dữ liệu blob khỏi calldata, giúp lưu trữ dữ liệu blob dễ dàng hơn trong khoảng thời gian ngắn hơn.
Proto-Danksharding với tốc độ khoảng 1 MB mỗi khe (12 giây) sẽ tạo ra 2,5 TB dữ liệu mỗi năm. Lớp đồng thuận có thể giải quyết các thách thức về lưu trữ dữ liệu bằng tính năng lưu giữ lịch sử (EIP-4444) và triển khai logic để tự động xóa dữ liệu blob sau một khoảng thời gian.
Về câu hỏi làm thế nào để truy cập dữ liệu blob cũ, có nhiều cách để lưu trữ dữ liệu lịch sử trên một giao thức phi tập trung. Ví dụ: các giao thức dành riêng cho ứng dụng như rollup, Bittorrent, mạng cổng thông tin Ethereum, trình khám phá khối, nhà cung cấp API và giao thức lập chỉ mục của bên thứ ba (The Graph ) đều có thể lưu trữ toàn bộ lịch sử.
Các nhà phát triển Ethereum đã đề xuất một số nâng cấp trước EIP-4844 để giảm phí gas. Ví dụ: EIP-3651 giảm phí gas ngăn người xây dựng khối tương tác với Coinbase, phần mềm xây dựng khối Ethereum , EIP-3855 giảm phí gas cho nhà phát triển với Push 0 và EIP-3860 giảm phí gas cho các trường hợp sử dụng cụ thể.EIP-4844 là một bước tiến tới phân đoạn đầy đủ sẽ mở rộng mạng Ethereum và giảm phí gas. Các nhà phát triển đang có kế hoạch ” Verge ” sau EIP-4844 , sẽ giới thiệu các cây Verkle để có khả năng mở rộng.
Mục tiêu chính của EIP-4844 là giảm phí gas L2 của Ethereum xuống 10-100 lần bằng cách sử dụng một loại giao dịch thực hiện blob mới, giúp quá trình chuyển đổi sang sharding hoàn toàn dễ dàng hơn vì tất cả các nâng cấp trong tương lai sẽ chỉ xảy ra trên lớp đồng thuận.
Ở cấp độ kiến trúc, EIP-4844 đã giới thiệu các giao dịch mang blob Đây là lần đầu tiên Ethereum xây dựng một lớp dữ liệu riêng cho L2, đặt nền tảng cho Danksharding hoàn chỉnh tiếp theo.
Ở cấp độ mô hình kinh tế, EIP-4844 sẽ giới thiệu một thị trường phí mới cho các đốm màu, đây cũng sẽ là bước đầu tiên để Ethereum tiến tới một thị trường đa chiều.Ở cấp độ trải nghiệm người dùng, nhận thức trực quan nhất của người dùng là việc giảm đáng kể phí L2. Sự cải tiến quan trọng ở cấp độ cơ bản này sẽ tạo nền tảng quan trọng cho sự bùng nổ của L2 và lớp ứng dụng của nó.
EIP-4844 là một bản nâng cấp lớn giúp mạng Ethereum có khả năng mở rộng hơn, đồng thời thực hiện ít bản cập nhật cần thiết hơn để bảo vệ hoàn toàn trong tương lai. Proto-Danksharding tăng kích thước của nhóm dữ liệu blob, điều này sẽ cho phép xử lý nhiều dữ liệu hơn, do đó giảm tắc nghẽn mạng và giảm phí gas.
Là một bản nâng cấp giao thức rất phức tạp, EIP-4844 là một phần quan trọng trong lộ trình Ethereum và nó cũng liên quan đến các nâng cấp hệ thống khác, chẳng hạn như tách người đề xuất và người xây dựng và điều chỉnh phí blob EIP-1559.
Ngoài việc giới thiệu các giao dịch mang blob, EIP-4844 sẽ triển khai logic lớp thực thi, quy tắc xác thực, thị trường gas đa chiều và các thay đổi hệ thống khác cần thiết cho quá trình bảo vệ đầy đủ trong tương lai.
Điều đáng chú ý là mặc dù EIP-4844 sẽ triển khai hầu hết logic Danksharding hoàn chỉnh, nhưng nó sẽ không triển khai bất kỳ phân đoạn thực tế nào. Ngoài việc đưa Ethereum đến gần hơn với mức chi phí và thông lượng cần thiết để đạt được sự chấp nhận hàng loạt, EIP-4844 cũng có thể cải thiện khả năng mở rộng và tiết kiệm chi phí.
Mặc dù EIP-4844 vẫn chưa có ngày phát hành chắc chắn, nhưng dự kiến nó sẽ được triển khai vào cuối năm nay. Sau khi triển khai EIP-4844, người dùng sẽ thấy những cải tiến rõ ràng trong Ethereum, đặc biệt là L2, chủ yếu là giao dịch nhanh hơn và trải nghiệm phí thấp hơn. Việc triển khai thành công EIP-4844 cũng sẽ giúp Ethereum cạnh tranh hơn trong không gian tiền điện tử.
